計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)研究

摘 要：隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性作為衡量計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)綜合性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性問(wèn)題日益受到網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)者、建設(shè)者、使用者的關(guān)注。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的可靠性也一度成為現(xiàn)今計(jì)算機(jī)領(lǐng)域最為關(guān)注的話題之一。因此，本文就對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性的優(yōu)化設(shè)計(jì)研究做出討論。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)；可靠性；優(yōu)化設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TP393.02

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性是由軟件的可靠性、環(huán)境的可靠性與人員的可靠性有關(guān)，對(duì)其采取相應(yīng)的可靠性手段極為重要。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)是網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安全最基本的要求之一。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的可靠性是指，在規(guī)定的系統(tǒng)時(shí)間和范圍內(nèi)，對(duì)指定功能完成的能力的推算。網(wǎng)絡(luò)安全的可靠性往往規(guī)劃與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的連通性、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的抗破壞性、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的軟、硬件部件的多模式性及計(jì)算機(jī)生存性四方面密切相關(guān)?，F(xiàn)今的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)建者對(duì)網(wǎng)絡(luò)可靠性的研究往往偏重于硬件的可靠性方面，網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)者往往只是注重于計(jì)算機(jī)硬件的改造與新設(shè)計(jì)，對(duì)于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的軟件部分的構(gòu)建思考較少；使用者也往往注重于其外觀的構(gòu)建是否新穎，對(duì)其軟件的功能構(gòu)造則關(guān)注較少，造成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)出現(xiàn)層層的弊端。

1 影響計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性的因素

影響計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性的因素主要有以下兩點(diǎn)，其具體的表現(xiàn)形式為：

1.1 計(jì)算機(jī)設(shè)備對(duì)計(jì)算機(jī)可靠性的影響

（1）用戶設(shè)備。用戶終端是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)日常設(shè)備維護(hù)中的重點(diǎn)，用戶終端是直接面向用戶的設(shè)備，其可靠性是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性的關(guān)鍵，用戶終端的交互能力越高，其網(wǎng)絡(luò)的可靠性也就越強(qiáng)。例如：網(wǎng)卡的連接，現(xiàn)今為增強(qiáng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的可靠性通常選用兩塊網(wǎng)卡。服務(wù)器的響應(yīng)時(shí)間及錯(cuò)誤恢復(fù)能力與其可靠性直接相關(guān)。服務(wù)器，即打印服務(wù)器、電子郵件服務(wù)器、包括數(shù)據(jù)庫(kù)、事件服務(wù)器、Web服務(wù)器等子系統(tǒng)，各個(gè)子系統(tǒng)之間的安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行，可直接影響到服務(wù)器的可靠性。服務(wù)器的響應(yīng)時(shí)間、錯(cuò)誤恢復(fù)能力越快，其可靠性也就越強(qiáng)?，F(xiàn)今的企業(yè)中為增強(qiáng)服務(wù)器的可靠性，通常選用兩臺(tái)服務(wù)器，一臺(tái)作為主機(jī)，一臺(tái)作為備用機(jī)，這樣做雖然提高了計(jì)算機(jī)的可靠性，但也使的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的成本大幅度提高。（2）傳輸交換設(shè)備。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)故障中，最難以查找的就是布線系統(tǒng)所造成的故障。因此，為提高計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的可靠性往往采用標(biāo)準(zhǔn)的通信線路與布線系統(tǒng)。在通常情況下，為便于對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)線路的及時(shí)更換，計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)布線往往布置成雙線。（3）集線器。由于集線器的單點(diǎn)失效性，倘若集線器發(fā)生故障則會(huì)造成與其連接的用戶無(wú)法正常工作。因此，為抵消集成器的弊端，常常選用交換機(jī)對(duì)局域網(wǎng)進(jìn)行連接，以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)快速化的發(fā)展。

1.2 計(jì)算機(jī)管理對(duì)計(jì)算機(jī)可靠性的影響

計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通常是由不同生產(chǎn)廠家的不同的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品和設(shè)備所構(gòu)成的，先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)可在很大程度上保障信息傳輸?shù)耐暾?、降低故障的發(fā)生率。在管理方面：（1）由于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理軟件的選擇不夠合理，造成軟件的部分功能不能完全滿足計(jì)算機(jī)可靠性的要求，不能及時(shí)地對(duì)計(jì)算機(jī)的軟件實(shí)施隨時(shí)監(jiān)控和管理，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中存在的問(wèn)題與出現(xiàn)的故障。（2）技術(shù)人員的技術(shù)水平參差不齊，造成網(wǎng)絡(luò)管理制度與條例的制定欠缺，人為操作失誤率高，大大降低了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行的秩序。（3）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃不合理，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)問(wèn)題嚴(yán)重。不同應(yīng)用領(lǐng)域、不同規(guī)模的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)對(duì)于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞慕Y(jié)構(gòu)要求也是不同的。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞慕Y(jié)構(gòu)主要有：總線結(jié)構(gòu)、星型結(jié)構(gòu)、二元n維蝶形網(wǎng)及金字塔型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渌姆N，對(duì)其適當(dāng)選取，十分必要。

2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性的優(yōu)化設(shè)計(jì)

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性優(yōu)化主要是通過(guò)，提高計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的主要硬件設(shè)施及增加與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性有關(guān)的冗余部件兩種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性的設(shè)計(jì)原則，應(yīng)按照：（1）按照國(guó)際的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)機(jī)構(gòu)的開放。（2）選擇現(xiàn)今成熟的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的完善。（3）利用多種通信協(xié)議的支持，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的互相連接的功能。（4）確保主干網(wǎng)有足夠的寬帶，提高網(wǎng)絡(luò)的響應(yīng)速度。（5）促使計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的可靠性的價(jià)值與資金的自重成正比的原則進(jìn)行。計(jì)算機(jī)可靠性的相關(guān)設(shè)計(jì)有：

2.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)容錯(cuò)性的設(shè)計(jì)

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)容錯(cuò)性設(shè)計(jì)應(yīng)以敷設(shè)雙網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，與主干并行的技術(shù)中完成設(shè)計(jì)。其設(shè)計(jì)方案有：（1）選用冗余計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心與并行計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的方法，將每個(gè)服務(wù)器和用戶終端同時(shí)與兩個(gè)計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)中心連接。（2）為了確保局部網(wǎng)絡(luò)用戶的正常使用不受數(shù)據(jù)鏈路故障的影響，應(yīng)采用多路由的連接方式，在廣域網(wǎng)上將數(shù)據(jù)鏈路與路由器互聯(lián)。（3）為使組網(wǎng)的方式更加靈活，應(yīng)采用熱插熱撥功能的模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)備，這樣不僅僅可以提高故障模塊的更換，也可以很大程度上提高計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作的能力。（4）采用多處理器和特別設(shè)計(jì)的具有容錯(cuò)功能的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)軟件設(shè)計(jì)。

2.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的雙網(wǎng)絡(luò)冗余設(shè)計(jì)

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的雙網(wǎng)絡(luò)冗余設(shè)計(jì)，即以單一計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，以形成雙層的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為目的，在其基礎(chǔ)之上增加一種備用網(wǎng)絡(luò)。其不僅可以實(shí)現(xiàn)同時(shí)傳送數(shù)據(jù)，也作為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的備份。各個(gè)網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)之間可以通過(guò)雙網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間是相互作用的，其中一個(gè)網(wǎng)絡(luò)斷開時(shí)，另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)會(huì)立刻代替斷開的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行工作，可從網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建方面高度完善，增強(qiáng)了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的可靠性。

2.3 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)和體系結(jié)構(gòu)，是維持計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)秀的最好手段。其具體的做法有：（1）接入層：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的接入層是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的起點(diǎn)，是允許用后最終接入點(diǎn)的地方，其可對(duì)用戶的網(wǎng)絡(luò)用量進(jìn)行控制，可為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)寬帶提供交換，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的高效性與穩(wěn)定性。提供計(jì)算機(jī)基于接口或Mac地址的Valn成員資格和數(shù)據(jù)流過(guò)濾。（2）分布層：其是區(qū)分、定義計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的核心層，是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)接入層和核心層之間的分界點(diǎn)。其具有VLAN的聚合；接入部門級(jí)或者工作組的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能，是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的安全認(rèn)證模式，可在該處對(duì)潛在的費(fèi)力的數(shù)據(jù)包操作進(jìn)行預(yù)處理。

2.4 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

為保障計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的可靠性，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中通常采用逐層選擇即從上部逐漸遞減向下地接的方式按照網(wǎng)絡(luò)操作層、網(wǎng)絡(luò)質(zhì)控層、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)物理硬件四層的結(jié)構(gòu)體系逐步設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)有：（1）網(wǎng)絡(luò)操作層，即決策的支持系統(tǒng)、教學(xué)、科研、辦公自動(dòng)化系統(tǒng)，具有實(shí)現(xiàn)用戶的建網(wǎng)的功能。（2）網(wǎng)絡(luò)質(zhì)控層，即主要是服務(wù)于數(shù)據(jù)庫(kù)、電子郵件的為網(wǎng)絡(luò)提供服務(wù)支持的結(jié)構(gòu)層。（3）網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，即網(wǎng)絡(luò)所選用的NOS軟件、Wndiows、NT、UNXI等的各種軟件。（4）網(wǎng)絡(luò)硬件層，即包括服務(wù)器、客戶機(jī)、介質(zhì)訪問(wèn)方法、互連協(xié)議、通信信道、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及互連設(shè)備為主的硬件組成層。

3 結(jié)束語(yǔ)

優(yōu)秀的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，通常是網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化設(shè)計(jì)的開始時(shí)期在綜合評(píng)定網(wǎng)絡(luò)的各種運(yùn)行因素來(lái)得以實(shí)現(xiàn)的。綜合來(lái)看，計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)可靠性設(shè)計(jì)是一項(xiàng)系統(tǒng)性工程，其涉及到網(wǎng)絡(luò)中各種設(shè)備的運(yùn)行、相關(guān)軟件的運(yùn)行、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議等多種因素。相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)著力與計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)可靠性構(gòu)建中，為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的可靠性提供更優(yōu)秀的設(shè)計(jì)方案。

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作者單位：江西工業(yè)貿(mào)易職業(yè)技術(shù)學(xué)院，南昌 330038